JP4167163B2 - コンクリート構造物の補修・補強工法における埋設型枠の取付け方法 - Google Patents

Description

この発明は、コンクリート構造物の補修・補強工法における埋設型枠の取付け方法に関し、さらに詳細には、補修・補強面と埋設型枠との間に繊維マットを配置してセメント系固化材を注入する工法において、埋設型枠を補修・補強面に取り付ける方法に関する。

コンクリート構造物の補修・補強工法は、コンクリート面への鋼板の張り付け、ポリマー系の高強度コンクリートの吹き付け、短繊維を混入したコンクリートやモルタルの吹き付け等、種々提案されている。このような技術背景のもと、この出願の出願人は、先に、コンクリート構造物の補修・補強面に、繊維マットを配置して、この繊維マットを補修・補強面との間に挟み込むように埋設型枠を設置し、補修・補強面と埋設型枠との間に形成される閉空間にセメントミルクやセメントモルタル等のセメント系固化材を注入する、新規な工法を提案している（特許文献１参照）。

この工法において、埋設型枠は概ね、次のようにして、コンクリート構造物の補修・補強面に取り付けられている。すなわち、補修・補強面に所定間隔を置いて複数のアンカーを打設し、このアンカーに寸切りボルトを取り付ける。補修・補強面に繊維マットを設置し、寸切りボルトに仮止めする。型枠ボードにはアンカーに対応した位置に予め孔が設けられ、これらの孔に各寸切りボルトを貫通させて、この寸切りボルトを介して支保工材を取付け、型枠を所定位置に保持している。

型枠ボードは、通常、複数枚使用され、これら複数枚のボードは端部を突き合わせるようにして設置される。このため、アンカーが精度良く打設されないと、各ボードを所定の位置に取り付けることができない。このようなことから、アンカーの打設に高い精度が要求され、したがって作業に熟練技能が要求されるという問題があった。また、作業に時間を要することから、施工性、機能性、経済性が劣るという問題があった。
特開２００３−４９５４４号公報

この発明は上記のような技術的背景に基づいてなされたものであって、次の目的を達成するものである。
この発明の目的は、作業に熟練技能が要求されず、施工性、機能性、経済性に優れたコンクリート構造物の補修・補強工法における埋設型枠の取付け方法を提供することにある。

この発明は上記課題を達成するために、次のような手段を採用している。
すなわち、この発明は埋設型枠を取り付ける方法にあって、その第１は、コンクリート構造物の補修・補強面に、複数の雌ねじ部が一方向に間隔を置いて設けられた複数のベースプレートを間隔を置いて並列させて固定する工程と、
各雌ねじ部に補強厚に合わせた高さ調整ナットを有する寸切りボルトを取り付ける工程と、
コンクリートの補修・補強面に繊維マットを配置する工程と、
各ベースプレートの寸切りボルトに調整型枠ボードを貫通させて、該調整型枠ボードを前記高さ調整ナットと前記寸切りボルトに取り付けた押さえナットとの間に挟持して設置する工程と、
互いに隣接する前記調整型枠ボード間に、両端縁部が該調整型枠ボードの各端縁部と重なり合うように主型枠ボードを設置する工程と、
前記寸切りボルトを介して前記主型枠ボードの表面に支保工材を設置する工程と
を備えたコンクリート構造物の補修・補強工法における埋設型枠の取付け方法にある。

さらに、埋設型枠を取り付ける方法の発明の第２は、コンクリート構造物の補修・補強面に、複数の雌ねじ部が一方向に間隔を置いて設けられた複数のベースプレートを間隔を置いて並列させて固定する工程と、
各雌ねじ部に補強厚に合わせたコーンを有する第１寸切りボルトを取り付ける工程と、
コンクリートの補修・補強面に繊維マットを配置する工程と、
互いに隣接する前記ベースプレート間において、前記補修・補強面との間に前記繊維マを挟み込むように主型枠ボードを設置する工程と、
前記コーンに第２寸切りボルトを取り付ける工程と、
各ベースプレートの前記第２寸切りボルトに調整型枠ボードを貫通させて、その両端縁部を互いに隣接する前記主型枠ボードの各端縁部と重ね合わせるとともに、該調整型枠ボードを前記コーンと前記第２寸切りボルトに取り付けた押さえナットとの間に挟持して設置する工程と、
前記第２寸切りボルトを介して前記調整型枠ボードの表面に支保工材を設置する工程と
を備えたコンクリート構造物の補修・補強工法における埋設型枠の取付け方法にある。

より具体的には、前記ベースプレートは、前記補修・補強面にアンカーによって固定される。また、前記主型枠ボードの裏面には、前記補修・補強面から反力を受けて該主型枠ボードを前記調整型枠ボードに向けて押圧するばね部材が設けられている。

この発明によれば、主型枠ボードの両端縁部が調整型枠ボードの各端縁部と重なり合うように設置されるので、すなわち従来のように隣接する型枠ボードの端部を突き合わせて設置されるものではないので、高い取付け精度が要求されず、したがって作業に熟練技能が要求されない。このため、施工性、機能性、経済性が極めて向上する。

図１は埋設型枠の取付けを完了した状態を示す平面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は図２のＢ−Ｂ線拡大断面図、図４はセメント系固化材の硬化後、支保工材を撤去した状態を示す拡大断面図である。なお、この実施形態はトンネル覆工コンクリートの補修・補強に、この発明を適用した例であり、図３の左右方向がトンネル延長方向（軸方向）である。

まず、この発明による埋設型枠の取付構造について説明する。覆工コンクリート１の補修・補強面に設置される繊維マット２は、これを構成する繊維がランダムな方向性を持ってほぼ均一に配置され、しかも各繊維が立体的に交絡して内部に多孔状空隙が形成されたものであり、外観上は復元力を有する綿状もしくはスポンジ状のものとなっている（詳細は特許文献１参照）。

繊維マット２を覆工コンクリート１の補修・補強面との間に挟み込むように取り付けられる埋設型枠は、補修・補強面にトンネルの延長方向に間隔を置いて並列して固定される複数の調整型枠ボード３と、互いに隣接する調整型枠ボード３間にそれぞれ設置される主型枠ボード４とで構成されている。

これら調整型枠ボード３及び主型枠ボード４は、上述と同様の繊維マットに予めセメントミルクやセメントモルタルなどのセメント系固化材を含浸させ、プレスして成形したボードである。このような繊維補強による埋設型枠ボード３，４は、高い強度と靱性を有しているので、補修・補強後においても構造部材として評価することができる。

調整型枠ボード３は、アンカー５や寸切りボルト６などからなる固定具（詳細は後述する）を介して覆工コンクリート１に固定される。主型枠ボード４は、その両端縁部が互いに隣接する調整型枠ボード３の表面側の各端縁部と重なり合うように設置されている。この主型枠ボード４は、その表面に設置された支保工材、すなわち寸切りボルト６を介して設置されたホームタイ７及び単管パイプ８によって保持されている。

上記のような埋設型枠の取付構造によれば、主型枠ボードの両端縁部が調整型枠ボードの各端縁部と重なり合うように設置されるので、すなわち従来のように隣接する型枠ボードの端部を突き合わせて設置されるものではないので、高い取付け精度が要求されず、したがって作業に熟練技能が要求されない。このため、施工性、機能性、経済性が極めて向上する。

次に、埋設型枠の具体的な取付け方法について説明する。図５及び図６は埋設型枠の取付け方法を手順ごとに示すトンネル延長方向の断面図である。ベースプレート１０は細長の部材であり（図２も併せて参照）、複数のナット１１が一方向に間隔を置いて設けられ、また図示しないがアンカー５を通すための孔が設けられている。このベースプレート１０を覆工コンクリート１の補修・補強面の所定位置に合わせ、アンカー５により固定する（図５（ａ），（ｂ））。ベースプレート１０は複数用いられ、互いに間隔を置いて並列して固定される。なお、ナット１１に代えて、ベースプレート１０に雌ねじ孔を直接形成するようにしてもよい。

次に、図５（ｃ）に示すように、各ナット１１に寸切りボルト６を取り付ける。この寸切りボルト６には調整ナット１４が取り付けられている。この調整ナット１４の取付け位置を調整することにより、補強厚ｔに合わせることができる。

次に、図５（ｄ）に示すように、覆工コンクリート１の補修・補強面に繊維マット２を設置する。この繊維マット２は、トンネル天端のように重力により落下してしまうような箇所では、ステンレスワイヤ等の錆が生じることのないワイヤで寸切りボルト６に仮止めされる。

次に、図６（ｅ）に示すように、各ベースプレート１０ごとに、それに取り付けた寸切りボルト６に調整型枠ボード３を貫通させる。そして、この調整型枠ボード３を寸切りボルト６に取り付けた押さえナット１５と調整ナット１４との間に挟持し、このようにして調整型枠ボード３を設置する。なお、繊維マット２は、調整型枠ボード３を設置した後に設置するようにしてもよい。

次に、図６（ｆ）に示すように、互いに隣接する調整型枠ボード３，３間に主型枠ボード４を設置する。主型枠ボード４の幅寸法は、調整型枠ボード３，３間の間隔よりも大きく、このため主型枠ボード４の両端縁部は調整型枠ボード３，３の各端縁部に重なり合う。調整型枠ボード３と主型枠ボード４との重なり部には、シール材１６を配置する。なお、主型枠ボード４には繊維マット２側に突出するように複数の埋込ボルト１７が設けられ、これは補修・補強面と型枠との間に注入されるセメント系固化材が硬化した後、その補強層１８（図４参照）と主型枠ボード４とを一体化させるためのものである。

次に、図６（ｇ）に示すように、主型枠ボード４の設置後、その表面に複数の単管パイプ８を配置し、この単管パイプ８を寸切りボルト６に取り付けられるホームタイ７で固定する。この支保工材により、主型枠ボード４が所定位置に保持される。この後、主型枠ボード４に設けた図示しない注入孔から、型枠ボード３，４と補修・補強面との間の閉空間にセメントミルクやセメントモルタルなどのセメン系固化材を注入して繊維マット２に含浸させる。そして、セメント系固化材の硬化後、ホームタイ７や単管パイプ８などの支保工材を撤去し、また寸切りボルト６の調整型枠ボード３から突出する部分を切断除去する（図４参照）。

支保工材はホームタイ７や単管パイプ８で構成するに限らず、別の構成を採ることもできる。図７は支保工材が異なる別の実施形態を示す平面図、図８は図７のＣ−Ｃ線断面図である。この実施形態では、支保工材は各主型枠ボード４に配置される複数の押さえチャンネル２０と、互いに隣接する押さえチャンネル２０を跨いで配置される止めチャンネル２１とで構成されている。止めチャンネル２１は寸切りボルト６に取り付けられる。このような支保工材は、高さが大きくとれない箇所で適用される。

図１〜図６に示した実施形態の場合、施工完了後の補強層１８の表面に段差あるいは窪み２２が形成される（図４参照）。この段差２２は、施工対象としているトンネルが水路トンネルである場合、乱流を生じる原因となる。この段差２２を無くした別の実施形態が図９以降に示されている。図９は埋設型枠の取付けを完了した状態を示す平面図、図１０は図９のＤ−Ｄ線断面図、図１１は図１０のＥ−Ｅ線拡大断面図、図１２はセメント系固化材の硬化後、支保工材を撤去した状態を示す拡大断面図である。

図１１に示すように、この実施形態では、主型枠ボード４は、その両端縁部が互いに隣接する調整型枠ボード３の表面側ではなく、裏面側の各端縁部と重なり合うように設置されている。また、主型枠ボード４の裏面にはばね部材２３が設けられている。ばね部材２３は略Ｖ字形をなし、その基部において埋込ボルト１７によって主型枠ボード４に固定されている。ばね部材２３の２つの先端部は覆工コンクリート１の補修・補強面に達し、この補修・補強面から反力を受けて主型枠ボード４を調整型枠ボード３に向けて押圧する。これにより主型枠ボード４が調整型枠ボード３の裏面側にあっても、所定位置に保持することができる。

調整型枠ボード３の固定具を構成する寸切りボルトは、第１寸切りボルト２４と第２寸切りボルト２５とからなり、これら２つの寸切りボルト２４，２５はコーン２６を介して接続される。調整型枠ボード３の裏面にはゴムパッキン２７が設けられている。主型枠ボード４と支保工材である単管パイプ８との間にはスペーサ２９が介在される。以上が図１〜図６に示した実施形態と主として異なっている点である。その他の点については、図１〜図６に示した実施形態とほぼ同様である。

次に、この実施形態による埋設型枠の具体的な取付け方法について説明する。図１３及び図１４は取付け方法を手順ごとに示すトンネル延長方向の断面図である。覆工コンクリート１の補修・補強面に、複数のナット１１を有する複数のベースプレート１０を並列させてアンカー５により固定する工程（図１３（ａ），（ｂ））は、図１〜図６に示した実施形態と同様である。

ベースプレート１０を固定した後、図１３（ｃ）に示すように、各ナット１１に第１寸切りボルト２４を取り付ける。この第１寸切りボルト６にはコーン２６が取り付けられている。このコーン２６の取付け位置を調整することにより、補強厚ｔに合わせることができる。コーン２６は通常の型枠工事でセパレータを構成する部材として使用されている周知のものである。

次に、図１３（ｄ）に示すように、覆工コンクリート１の補修・補強面に繊維マット２を設置する。この繊維マット２は、前述の実施形態と同様に、トンネル天端のように重力により落下してしまうような箇所では、ステンレスワイヤ等の錆が生じることのないワイヤで第１寸切りボルト２４に仮止めされる。

次に、図１４（ｅ）に示すように、互いに隣接するベースプレート１０，１０間において、補修・補強面との間に繊維マット２を挟み込むように主型枠ボード４を設置する。その際、ばね部材２３の先端部は繊維マット２に突き刺し、ベースプレート１０などに適宜手段により仮止めする。また、コーン２６には第２寸切りボルト２５を取り付ける。

次に、図１４（ｆ）に示すように、各ベースプレート１０ごとに、それに取り付けた第２寸切りボルト２５に調整型枠ボード３を貫通させる。そして、この調整型枠ボード３を第２寸切りボルト２５に取り付けた押さえナット２８とコーン２６との間に挟持し、このようにして調整型枠ボード３を設置する。調整型枠ボード３の幅寸法は、互いに隣接する主型枠ボード４，４間の間隔よりも大きく、このため調整型枠ボード３の両端縁部は主型枠ボード４，４の各端縁部に重なり合う。また、この状態で、主型枠ボード４はばね部材２３の押圧力により調整型枠ボード３の裏面に密接する。

次に、図１４（ｇ）に示すように、調整型枠ボード３の表面に複数の単管パイプ８を配置し、この単管パイプ８を第２寸切りボルト２５に取り付けられるホームタイ７で固定する。この支保工材により、調整型枠ボード３及び主型枠ボード４が所定位置に保持される。なお、支保工材の取付けの際、主型枠ボード４と単管パイプ８との間にはスペーサ２９を介在させる。この後、主型枠ボード４に設けた図示しない注入孔から、型枠ボード３，４と補修・補強面との間の閉空間にセメン系固化材を注入して繊維マット２に含浸させる。そして、セメント系固化材の硬化後、ホームタイ７や単管パイプ８などの支保工材及び調整型枠ボード３を撤去し、また第２寸切りボルト２５をコーン２６から取り外す（図１２参照）。このようにして、表面に段差のない補強層１８が形成される。

埋設型枠の取付けを完了した状態を示す平面図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 図２のＢ−Ｂ線拡大断面図である。 セメント系固化材の硬化後、支保工材を撤去した状態を示す拡大断面図である。 埋設型枠の取付け方法を手順ごとに示すトンネル延長方向の断面図である。 図５に引き続く手順を示す断面図である。 支保工が異なる別の実施形態を示す平面図である。 図７のＣ−Ｃ線断面図である。 別の実施形態を示し、埋設型枠の取付けを完了した状態を示す平面図である。 図９のＤ−Ｄ線断面図である。 図１０のＥ−Ｅ線拡大断面図である。 セメント系固化材の硬化後、支保工材を撤去した状態を示す拡大断面図である。 埋設型枠の取付け方法を手順ごとに示すトンネル延長方向の断面図である。 図１３に引き続く手順を示す断面図である。

符号の説明

１ 覆工コンクリート
２ 繊維マット
３ 調整型枠ボード
４ 主型枠ボード
５ アンカー
６ 寸切りボルト
７ ホームタイ
８ 単管パイプ
１０ ベースプレート
１１ ナット
１４ 調整ナット
１５ 押さえナット
１６ シール材
１７ 埋込ボルト
１８ 補強層
２０ 押さえチャンネル
２１ 止めチャンネル
２２ 段差（窪み）
２３ ばね部材
２４ コーン
２４ 第１寸切りボルト
２５ 第２寸切りボルト
２６ コーン
２７ ゴムパッキン
２８ 押さえナット
２９ スペーサ

Claims (4)

1. コンクリート構造物の補修・補強面に、複数の雌ねじ部が一方向に間隔を置いて設けられた複数のベースプレートを間隔を置いて並列させて固定する工程と、
   各雌ねじ部に補強厚に合わせた高さ調整ナットを有する寸切りボルトを取り付ける工程と、
   コンクリートの補修・補強面に繊維マットを配置する工程と、
   各ベースプレートの寸切りボルトに調整型枠ボードを貫通させて、該調整型枠ボードを前記高さ調整ナットと前記寸切りボルトに取り付けた押さえナットとの間に挟持して設置する工程と、
   互いに隣接する前記調整型枠ボード間に、両端縁部が該調整型枠ボードの各端縁部と重なり合うように主型枠ボードを設置する工程と、
   前記寸切りボルトを介して前記主型枠ボードの表面に支保工材を設置する工程と
   を備えたコンクリート構造物の補修・補強工法における埋設型枠の取付け方法。
2. コンクリート構造物の補修・補強面に、複数の雌ねじ部が一方向に間隔を置いて設けられた複数のベースプレートを間隔を置いて並列させて固定する工程と、
   各雌ねじ部に補強厚に合わせたコーンを有する第１寸切りボルトを取り付ける工程と、
   コンクリートの補修・補強面に繊維マットを配置する工程と、
   互いに隣接する前記ベースプレート間において、前記補修・補強面との間に前記繊維マを挟み込むように主型枠ボードを設置する工程と、
   前記コーンに第２寸切りボルトを取り付ける工程と、
   各ベースプレートの前記第２寸切りボルトに調整型枠ボードを貫通させて、その両端縁部を互いに隣接する前記主型枠ボードの各端縁部と重ね合わせるとともに、該調整型枠ボードを前記コーンと前記第２寸切りボルトに取り付けた押さえナットとの間に挟持して設置する工程と、
   前記第２寸切りボルトを介して前記調整型枠ボードの表面に支保工材を設置する工程と
   を備えたコンクリート構造物の補修・補強工法における埋設型枠の取付け方法。
3. 前記ベースプレートは、前記補修・補強面にアンカーによって固定されることを特徴とする請求項１又は２記載のコンクリート構造物の補修・補強工法における埋設型枠の取付け方法。
4. 前記主型枠ボードの裏面には、前記補修・補強面から反力を受けて該主型枠ボードを前記調整型枠ボードに向けて押圧するばね部材が設けられていることを特徴とする請求項２記載のコンクリート構造物の補修・補強工法における埋設型枠の取付け方法。

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